Фамилия Тунгатбаева — редкий пример фамилии, образованной от сложного тюркского имени, и её разговорная форма выдаёт казахское или башкирское происхождение. Основа здесь — мужское имя Тунгатбай, которое состоит из двух частей: «тунгат» (вариант «тунгатар», «тунгат») и «бай». Первая часть восходит к тюркскому слову «тун» — «ночь» или «тёмный», а «гат» может быть вариантом «кат» — «слой», «ряд», но в именах часто выступает как усилительная частица. Вторая часть — «бай» — в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Тунгатбай могло означать «ночной богатырь» или «тёмный господин», но точное значение спорно: некоторые исследователи связывают «тунгат» с древним титулом или прозвищем воина.

Суффикс «-ева» указывает на принадлежность: Тунгатбаева — женская форма от мужской фамилии Тунгатбаев, что типично для русской адаптации тюркских фамилий. В казахской и башкирской традициях фамилии на «-баев» очень распространены, они образуются от имён с компонентом «бай» (например, Бекбаев, Аманбаев). Тунгатбаевых, судя по базам данных, немного — фамилия встречается в основном в Казахстане и в южных регионах России, особенно в Оренбургской области и Башкортостане, что подтверждает её локальный характер.

Интересная деталь: в некоторых записях XIX века встречается вариант «Тунгатбаев» без женского окончания, но с двойным «т» — «Тунгаттбаев». Это могло быть результатом ошибочной записи или диалектного произношения, где звук «т» удваивался для чёткости. Версия о том, что фамилия связана с монгольским «тунгат» (вид шапки), маловероятна, так как в тюркских именах «тунгат» чаще фигурирует как личное имя, а не предмет быта.

Предки носителя фамилии, скорее всего, были кочевниками-скотоводами или воинами, поскольку имена с «бай» давали детям в знатных или зажиточных семьях. Однако без архивных данных точное сословие определить невозможно — фамилия не указывает на конкретное ремесло, а лишь на имя основателя рода.